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AI機器人自主發(fā)現(xiàn)激光新材料！
2024年05月20日 11:16:29 來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：8797

5月16日，研究人員在《科學(xué)》上發(fā)表文章，報道了由上述工作合成的一種能以創(chuàng)紀錄效率發(fā)射激光的化合物。它連同該聯(lián)盟近期的其他成果表明，在某些領(lǐng)域，自動化實驗室能超越最優(yōu)秀的科學(xué)家，找到被人類錯過的發(fā)現(xiàn)。

　　【化工儀器網(wǎng) 項目成果】創(chuàng)造新的分子和材料通常是緩慢而困難的，研究人員不僅必須探索制造分子的無數(shù)配方，還必須探索不同的反應(yīng)條件。他們必須在每一步測試新化合物，并評估擴大生產(chǎn)規(guī)模和將材料組裝到設(shè)備中的方案。因此，人工智能驅(qū)動的實驗室對于開發(fā)新藥、工業(yè)催化劑以及能源和減排技術(shù)的吸引力顯而易見。
 
　　過去10年間，實驗室已經(jīng)利用機器人使許多重復(fù)的步驟自動化。例如，2015年，美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校的化學(xué)家Martin Burke推出了一種合成小分子的自動化系統(tǒng)。后來，通過引入AI，研究人員添加了反饋回路，使新化合物的表征數(shù)據(jù)可以指導(dǎo)下一步的合成。而發(fā)現(xiàn)新材料并將其組裝成設(shè)備則需要機器人在更多步驟中實現(xiàn)協(xié)同工作，但很難在一個實驗室內(nèi)擁有所有的工具，完成所有的步驟。
 
　　5月16日，研究人員在《科學(xué)》上發(fā)表文章，報道了由上述工作合成的一種能以創(chuàng)紀錄效率發(fā)射激光的化合物。它連同該聯(lián)盟近期的其他成果表明，在某些領(lǐng)域，自動化實驗室能超越最優(yōu)秀的科學(xué)家，找到被人類錯過的發(fā)現(xiàn)。
 
　　來自多倫多大學(xué)、伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校、不列顛哥倫比亞大學(xué)、波蘭科學(xué)院等組成的33位科學(xué)家合作，提出了一種基于云的策略，該策略支持非本地化和異步的設(shè)計-制造-測試-分析周期。
 
　　研究團隊專注于一個特定的目標：發(fā)現(xiàn)可以發(fā)射高純激光的有機化合物。這種材料可以制成薄而柔軟的發(fā)光薄膜，為先進顯示器和電信設(shè)備供能。
 
　　在研究過程中，格拉斯哥大學(xué)和不列顛哥倫比亞大學(xué)的實驗室制作了許多方糖大小的材料結(jié)構(gòu)塊。它們被送到Burke和Aspuru Guzik的研究小組，在那里被機器人以不同的組合方式編織成候選發(fā)射器。接著，這些候選發(fā)射器被送往不列顛哥倫比亞大學(xué)的實驗室，表征其在溶液中的發(fā)光特性，并確定其中表現(xiàn)最好的發(fā)射器合成和純化制造所需的大量物質(zhì)。隨后，這些材料幾克為一批地運往九州大學(xué)實驗室，被納入工作激光器中，進行性能測試。
 
　　而上述整個操作流程都由一個基于云的AI平臺監(jiān)督。該平臺從每個實驗中學(xué)習，并將反饋數(shù)據(jù)納入后續(xù)迭代中。而這一過程中的瓶頸主要在物流運輸上，因為要及時將化合物運往世界各地的實驗室。
 
　　該研究共產(chǎn)生了621種新化合物，發(fā)現(xiàn)了21種最先進的新材料，還有一種比任何其他有機材料更有效地發(fā)射藍色激光。這一壯舉表明，在某些領(lǐng)域，自動駕駛實驗室可以超越最優(yōu)秀的科學(xué)家，發(fā)現(xiàn)人類所錯過的東西。
 
　　目前，該研究以「Delocalized, asynchronous, closed-loop discovery of organic laser emitters」為題，于2024年5月17日發(fā)布在《Science》。
 
　　(資料來源：中國科學(xué)報)
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